Устройство для определения дымообразующей способности материалов

 

Использование: в пожарном и строительном деле при определении дымообразующей способности материалов при их горении. Сущность изобретения: устройство содержит огневую печь, установленные по обе стороны от нее приточный и вытяжной вентиляторы, дымовую трубу, непосредственно соединенную с дымовой печью, и установленные одна против другой с зазором относительно дымовой трубы цилиндрические трубки с размещенными в них источником света и фотоприемником, оси которых лежат на одной прямой с осями отверстий трубы и перпендикулярны ее продольной оси. Устройство может дополнительно иметь обдуватель дымовой трубы, размещенный в зоне установки цилиндрических трубок с источником света и фотоприемником. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для измерения дымообразующей способности материалов при горении и может быть использовано в пожарном и строительном деле.

В народном хозяйстве постоянно расширяется номенклатура используемых новых эффективных видов пластмасс, смол, полимеров и других видов изделий. Для оценки их пожарной опасности необходимо знать, какое количество дыма они выделяют при горении.

Известно устройство для измерения дымообразующей способности материалов при горении [1] , содержащее камеру, внутри которой установлен нагревательный элемент для пиролиза образцов горючих материалов и вентилятор для перемешивания в камере продуктов горения. В камере имеется оптическая система, представляющая собой две трубки внутренним диаметром 8 мм и длиной 120 мм, вмонтированные в стенку и расположенные горизонтально на одной оси. В конце одной трубки установлена сфокусированная лампа, а в конце другой - фотоприемник. Эти трубки служат для лучшего направления светового луча на фотоэлемент и для избежания дифракции. При проведении экспериментов материал нагревается, а образующиеся газы и дым, перемешиваясь вентилятором, заполняют камеру и изменяют оптическую плотность среды.

К недостаткам данного устройства следует отнести режим накопления дыма в камере, а не его проточность, что позволяет оценить лишь интегральную характеристику дымообразования. Кроме того непосредственная связь камеры с каналами трубок неизбежно приводит к накоплению дыма в последних, вследствие чего увеличивается длина пути, проходимого лучом в задымленной среде, искажая результаты измерения. Следует отметить также интенсивное налипание частиц дыма на кромках отверстий сопряжения трубок и камеры, что также искажает результаты исследования.

Прототипом предлагаемого изобретения является устройство, содержащее печь, установленную на весах [2]. Над дымовой трубой печи расположена вытяжная труба с зонтом на входном участке. К выходному участку вытяжной трубы подключен вытяжной вентилятор для удаления продуктов горения с воздухом помещения. В вытяжной трубе находится оптическая система для измерения плотности дыма, состоящая из источника света и фотоэлемента, помещенных в цилиндрических трубках в виде дюралевых патронов. Патроны защищены стеклами, предотвращающими проникновение дыма во внутренние полости цилиндрических трубок. Расстояние между стеклами равно диаметру вытяжной трубки.

К недостаткам прототипа следует отнести открытую воздушную связь с атмосферой между дымовой и вытяжной трубами. В образовавшийся проем эжектируется внешний воздух, вследствие чего происходит разбавление дымовых газов, снижающее истинные показания дымообразования в заданном режиме горения. Кроме того в процессе проведения опыта происходит загрязнение защитных стекол оптической системы в результате седиментации и конденсации аэрозолей, снижающее качество показаний дымообразования. В целом приведенные недостатки существенно снижают достоверность получаемых результатов измерений.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов определения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения дымообразующей способности материалов, содержащем огневую печь, дымовую трубу с отверстиями, выполненными одно против другого с вытяжным вентилятором, источник света и фотоприемник, установленные в расположенных против другой цилиндрических трубках, продольные оси которых лежат на одной прямой с осями отверстий и перпендикулярна оси дымовой трубы, согласно изобретению дымовая труба соединена непосредственно с огневой печью, огневая печь снабжена приточным вентилятором, установленным с противоположной вытяжному вентилятору стороны, а цилиндрические трубки с размещенными в них источником света и фотоприемником установлены с зазором относительно поверхности дымовой трубы. Кроме того устройство дополнительно содержит обдуватель дымовой трубы, размещенный в зоне установки цилиндрических трубок с источником света и фотоприемником.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для определения дымообразующей способности материалов; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Устройство состоит из огневой печи 1 прямоугольного сечения для сжигания материалов 2 или испытываемых элементов строительных конструкций, которые устанавливаются на подвесную платформу 3, подвешенную к упругой консоли 4 с установленными на ней тензометрическими датчиками 5. Регистрация показаний датчиков осуществляется самопишущим прибором 6.

Один из торцов печи имеет проем с крышкой 7 для укладки в печь образцов. Через крышку в печь подводится воздуховодный канал, по которому приточным вентилятором 8 переменной производительности поддерживается заданный условиями горения газообмен в объеме печи. Вентиляционный режим контролируется ротаметром 9.

К противоположному торцу печи 1 через дымовую трубу 10 подключен вытяжной вентилятор 11 переменной производительности. Дымоудаление из огневой печи осуществляется изолированно от внешней среды, т.е. на всем протяжении воздуховодного канала от печи до вытяжного вентилятора образовавшиеся дымовые газы, удаляемые по дымовой трубе, не перемешиваются с атмосферным воздухом.

Регистрация давления в дымовой трубе осуществляется дифференциальным манометром 12.

В дымовой трубе имеются два сквозных отверстия 13, оси которых лежат на одной прямой с осями двух цилиндрических трубок 14 и 15. Трубка установлены по обе стороны дымовой трубы перпендикулярно к ее оси. Их крепление выполнено из специальной конструкции 16. Между трубками 14 и 15 и дымовой трубой 10 имеется воздушный зазор 17. Внутри трубки 14 установлен источник света 18, а внутри трубки 15 - фотоэлемент 19, который подключен к регистрирующему прибору 20. Длина трубок 14 и 15 и их малый внутренний диаметр (соответственно 200 и 6 мм) обеспечивают лучшее направление светового луча (от источника света 18) на фотоэлемент 19, исключая эффект дифракции и ограничивая прямое попадание фоновой освещенности на фотоэлемент через открытые отверстия 13 и воздушный зазор 17.

В зоне установки оптической системы расположен обдуватель дымовой трубы 21, предназначенный для удаления дыма, вытекающего из отверстий 13 дымовой трубы.

Установка оборудована устройством 22 для дистанционного поджога образца, термопарами 23 с самописцем 24. Для воспроизведения заданного температурного режима пожара в печи 1 установлена радиационная панель 25.

Устройство работает следующим образом.

Перед проведением экспериментов на платформу 3 устанавливается образец 2. После этого крышка 7 печи плотно закрывается. Включаются электроизмерительные приборы. При необходимости радиационной панелью 25 поддерживается заданный температурный режим пожара. Включается приточный вентилятор 8, заданная производительность которого устанавливается по ротаметру 9. Включается вытяжной вентилятор 11. После поджога материала устройством 22 вытяжной вентилятор работает в режиме дымоудаления при поддержании в печи избыточного давления до 10 Па. В этом случае в отверстия 13 дымовой трубы исключается проникновение воздуха из атмосферы. Вытекающий из отверстий дым сдувается обдувателем 21 и тем самым поддерживается постоянной база измерения оптической плотности дыма в дымовой трубе 10. В процессе проведения эксперимента наряду с оптической плотностью дыма регистрируется потеря массы материала при горении, что позволяет определить динамику дымообразования в заданных условиях газообмена и температурного режима пожара.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЫМООБРАЗУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ МАТЕРИАЛОВ, содержащее огневую печь, дымовую трубу с отверстиями, выполненными одно напротив другого, с вытяжным вентилятором, источник света и фотоприемник, установленные в цилиндрических трубках, расположенных одна напротив другой, продольные оси которых лежат на одной прямой с осями отверстий в дымовой трубе и перпендикулярны продольной оси дымовой трубы, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов определения, дымовая труба соединена непосредственно с огневой печью, огневая печь снабжена приточным вентилятором, установленным с противоположной вытяжному вентилятору стороны, а цилиндрические трубки с размещенными в них источником света и фотоприемником установлены с зазором относительно поверхности дымовой трубы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит обдуватель дымовой трубы, размещенный в зоне установки цилиндрических трубок с источником света и фотоприемником.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2